(57)【要約】【課題】部品点数を増加させることなく、製造が容易で、単セルの内部での気液分離を安定的に行うことが可能な燃料電池およびその製造方法を提供する。【解決手段】膜電極接合体１２と、薄板状の塑性を有する導電性材料からなるアノード流路板２ａ及びカソード流路板５ａとを含む単セル１００ａを複数個積層した燃料電池スタックを備え、アノード流路板２ａの凸部２２ａ、２２ｂには、アノード反応により生成した気体を回収するための回収孔４が設けられ、第１の単セルのアノード流路板２ａの凸部（２２ａ、２２ｂ）の背部と、第２の単セルのカソード流路板５ｂとの間に設けられた空間領域にアノード反応により生成した気体が流通する気体流路が設けられている燃料電池。【選択図】図１
2010033916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜、前記電解質膜を挟んで互いに対向するアノード電極及びカソード電極、及び前記電解質膜とは反対側の面の前記アノード電極上に配置され、前記アノード電極で生成される流体を液体と気体とに分離する気液分離層を備える膜電極接合体と、
前記アノード電極とは反対側の面の前記気液分離層上に積層され、凹凸を有し、前記気液分離層と対向する凹部に液体燃料を供給するための燃料流路を有し、前記気液分離層と対向する凸部に前記気体を回収する回収孔が設けられた薄板状の塑性を有する導電性材料からなるアノード流路板と、
前記電解質膜とは反対側の面の前記カソード電極上に積層され、凹凸を有し、前記カソード電極と対向する凹部に酸化剤を供給するための酸化剤流路を有する薄板状の塑性を有する導電性材料からなるカソード流路板と、
を含む単セルを複数個積層した燃料電池スタックを備え、
第１の単セルのアノード流路板の凸部の背部と、前記第１の単セルに隣接する第２の単セルのカソード流路板との間に設けられた空間領域が、前記気体が流通する気体流路であることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記空間領域の少なくとも一部に配置され、前記アノード流路板の凹部の背部と接触する多孔質の導電性部材を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記導電性部材は、シート状の金属、カーボンの中から選ばれる少なくとも１つの材料から構成されることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記導電性部材は、その表面にメタノールまたはホルムアルデヒドを分解する触媒が担持されていることを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項５】
前記分解触媒は、白金、パラジウム、白金−パラジウム合金、銀、銀化合物の中から選ばれる少なくとも１つの材料を有することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池。
【請求項６】
電解質膜、前記電解質膜を挟んで互いに対向するアノード電極及びカソード電極、及び前記電解質膜とは反対側の面の前記アノード電極上に配置され、前記アノード電極で生成される流体を液体と気体とに分離する気液分離層を備える膜電極接合体と、
前記アノード電極とは反対側の面の前記気液分離層上に積層され、凹凸を有し、前記気液分離層と対向する凹部に液体燃料を供給するための燃料流路を有し、前記気液分離層と対向する凸部に前記気体を回収する回収孔が設けられた薄板状の塑性を有する導電性材料からなるアノード流路板と、
前記電解質膜とは反対側の面の前記カソード電極上に積層され、凹凸を有し、前記カソード電極と対向する凹部に酸化剤を供給するための酸化剤流路を有する薄板状の塑性を有する導電性材料からなるカソード流路板と、
を含む単セルを複数個積層する燃料電池スタックを有する燃料電池の製造方法において、
第１の単セルのアノード流路板と、前記第１の単セルに隣接する第２の単セルのカソード流路板との間に多孔質の導電性部材を前記第１の単セルのアノード流路板および前記第２の単セルのカソード流路板の双方に接触させて積層することにより、前記第１の単セルのアノード流路板の凸部の背部と前記第２の単セルのカソード流路板との間に設けられた空間領域に前記気体が流通する気体流路が形成されることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直接型燃料電池に好適な燃料電池及び燃料電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
メタノール等の液体燃料を用いた直接燃料酸化型燃料電池において、アノード側に気液分離構造を設け、アノード反応において生成された気体（ＣＯ2ガス）をアノード側で液体燃料及び水と気液分離する手法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。これによりシステムのアノード循環系が不要もしくは小型化ができるため、システム全体を小型化できる。
【０００３】
しかしながら、従来のアノード側の気液分離構造は、複雑な構造を有する複数の部品で構成しているため、製造が困難である。また、複数の物品同士の位置決め等が必要であり、一体成形が難しい。一体成形がうまく行われないとセパレータと気液分離層との間にできた隙間から燃料が気体流路側へ漏れ出し、気液分離の機能を失う可能性もある。
【０００４】
また、気液分離層に何らかの不具合が生じた場合、気液分離がうまく機能せず、燃料のメタノールやアノード反応の副生成物であるホルムアルデヒド等が気体流路に混入する可能性もある。特に、セル温度がまだ十分に高くない燃料電池スタック起動時には、気体流路内に、メタノールがガスとして混入する恐れがある。
【特許文献１】特開２００２−１７５８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、直接燃料酸化型燃料電池において、部品点数を増加させることなく、容易な構造で、アノード側の気液分離構造を実現可能な燃料電池及び燃料電池の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明の態様によれば、電解質膜、電解質膜を挟んで互いに対向するアノード電極及びカソード電極、及び電解質膜とは反対側の面のアノード電極上に配置され、アノード電極で生成される流体を液体と気体とに分離する気液分離層を備える膜電極接合体と、アノード電極とは反対側の面の気液分離層上に積層され、凹凸を有し、気液分離層と対向する凹部に液体燃料を供給するための燃料流路を有し、気液分離層と対向する凸部に気体を回収する回収孔が設けられた薄板状の塑性を有する導電性材料からなるアノード流路板と、電解質膜とは反対側の面のカソード電極上に積層され、凹凸を有し、カソード電極と対向する凹部に酸化剤を供給するための酸化剤流路を有する薄板状の塑性を有する導電性材料からなるカソード流路板と、を含む単セルを複数個積層した燃料電池スタックを備え、第１の単セルのアノード流路板の凸部の背部と、第１の単セルに隣接する第２の単セルのカソード流路板との間に設けられた空間領域が、気体が流通する気体流路である燃料電池が提供される。
【０００７】
なお、本発明では、膜電極接合体の両面にアノード流路板及びカソード流路板を積層した際に、膜電極接合体と接する側の表面に突出している場合を「凸」とし、窪んでいる場合を「凹」として説明している。
【０００８】
また、本願発明の他の態様によれば、電解質膜、電解質膜を挟んで互いに対向するアノード電極及びカソード電極、及び電解質膜とは反対側の面のアノード電極上に配置され、アノード電極で生成される流体を液体と気体とに分離する気液分離層を備える膜電極接合体と、アノード電極とは反対側の面の気液分離層上に積層され、凹凸を有し、気液分離層と対向する凹部に液体燃料を供給するための燃料流路を有し、気液分離層と対向する凸部に気体を回収する回収孔が設けられた薄板状の塑性を有する導電性材料からなるアノード流路板と、電解質膜とは反対側の面のカソード電極上に積層され、凹凸を有し、カソード電極と対向する凹部に酸化剤を供給するための酸化剤流路を有する薄板状の塑性を有する導電性材料からなるカソード流路板と、を含む単セルを複数個積層する燃料電池スタックを有する燃料電池の製造方法において、第１の単セルのアノード流路板と、第１の単セルに隣接する第２の単セルのカソード流路板との間に多孔質の導電性部材を第１の単セルのアノード流路板および第２の単セルのカソード流路板の双方に接触させて積層することにより、第１の単セルのアノード流路板の凸部の背部と第２の単セルのカソード流路板との間に設けられた空間領域に気体が流通する気体流路が形成された燃料電池の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、直接燃料酸化型燃料電池において、部品点数を増加させることなく、容易な構造でアノード側の気液分離構造を実現可能な燃料電池及び燃料電池の製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１１】
また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１２】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る燃料電池は、図１に示すように、電解質膜６、電解質膜６を挟んで互いに対向するアノード電極１８及びカソード電極１９、及び電解質膜６とは反対側の面のアノード電極１８上に配置され、アノード電極１８で生成された流体を液体と気体とに分離する気液分離層９を備える膜電極接合体（ＭＥＡ）１２と、気液分離層９を介してアノード電極１８上に積層されたアノード流路板２ａと、アノード流路板２ａに設けられた回収孔４と、カソード電極１９上に積層されたカソード流路板５ａとを含む単セル１００ａを備えている。
【００１３】
図１に示す燃料電池の燃料としては、メタノール等のアルコール液体燃料が利用される。ここでは、燃料としてメタノールを供給する場合を例に、図１に示す単セル１００ａ内で生じる反応の例を説明する。燃料としてのメタノール水溶液は、アノード流路板２ａに設けられた燃料流路３から気液分離層９を介してアノード電極１８に供給される。同時に、カソード電極１９には、カソード流路板５ａに設けられた酸化剤流路を介して空気が供給される。アノード電極１８及びカソード電極１９での反応は、下記の反応式（１）、（２）で表される。
【００１４】
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→６Ｈ+＋６ｅ-＋ＣＯ2   …（１）
６Ｈ+＋６ｅ-＋３／２Ｏ2→３Ｈ2Ｏ        …（２）  
アノード反応で生成したプロトン（Ｈ+）は電解質膜６を通してカソード電極１９へ流れる。アノード反応で生成した電子（ｅ-）は、アノード流路板２ａ、図示を省略した外部回路、カソード流路板５ａを経由してカソード電極１９へ運ばれる。
【００１５】
アノード反応で発生したＣＯ2は、燃料流路３内の液中に気泡を形成するより疎液性の気液分離層９を透過する方が容易なため、疎液性の気液分離層９を透過する。ここでアノード流路板２ａには回収孔４が設けられているため、ＣＯ2は回収孔４を通って、アノード流路板２ａの裏側へ導入され、気体流路１０２を流通して外部に排出される。
【００１６】
アノード電極１８で未反応の水の一部は、燃料流路３内のメタノール水溶液と混合され、残りは電解質膜６を透過してカソード流路板５ａ側から外部へ排出される。カソード反応で生成した水の一部は、電解質膜６を通してアノード触媒層７側へ逆拡散し、残りはカソード流路板５ａの開口部から外部へ排出される。
【００１７】
アノード電極１８及びカソード電極１９の周縁部は、燃料、アノード電極で生成される気体、空気などのリークを抑制するためのアノードガスケット１４ａ及びカソードガスケット１５ａによりシールされている。アノード流路板２ａの周縁部は、アノードガスケット１４ｂによりシールされている。カソード流路板５ａの周縁部は、図１の断面からはみえないカソードガスケットによりシールされている。図１に示す単セル１００ａを複数個積層することにより、燃料電池スタックが形成される。電解質膜６は、例えばナフィオン膜（登録商標）等のプロトン（Ｈ+）導電性を有する固体高分子膜を有する。
【００１８】
アノード電極１８は、電解質膜６の表面上に配置されたアノード触媒層７、アノード触媒層７の表面上に配置されたマイクロポーラスレイヤー（ＭＰＬ）１３、及びＭＰＬ１３の表面上に配置されたアノードガス拡散層１０を有する。カソード電極１９は、電解質膜６の表面上に配置されたカソード触媒層８及びカソード触媒層８の表面上に配置されたカソードガス触媒層１１を有する。
【００１９】
アノード触媒層７は、例えば白金ルテニウム（ＰｔＲｕ）等を用いることができる。ＭＰＬ１３は、カーボン緻密層等で構成される。アノードガス拡散層１０は、例えば市販のカーボンペーパーにポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で撥水処理を施したものが使用可能である。アノードガス拡散層１０は、アノード触媒層７への燃料供給、アノード反応による生成物の排出及び集電を円滑に行う。
【００２０】
カソード触媒層８は、例えば白金（Ｐｔ）等を用いることができる。カソードガス拡散層１１は、例えば市販のカーボン緻密層付のカーボンクロスが使用可能である。カソードガス拡散層１１は、カソード触媒層８への空気の供給、カソード反応による生成物の排出、及び集電を円滑に行う。
【００２１】
気液分離層９は、導電性、疎液性（撥水性）及び気体透過性を有する。気液分離層９としては、カーボンペーパー、カーボンクロス及びカーボン不織布等の多孔体層が使用可能である。第１の実施の形態に係る燃料電池において、気液分離をより効率的且つ安定的に行うためには、厚さ２００μｍ〜４５０μｍ（１重量ポンド毎平方インチ：１ｐｓｉの加圧時）程度、密度０.５〜０．６ｇ/ｃｍ３（１重量ポンド毎平方インチ：１ｐｓｉの加圧時）が好ましい。
【００２２】
アノード流路板２ａは、薄板状の塑性を有する導電性材料から構成される。アノード流路板２ａは、気液分離層９と対向する表面側に、プレス加工によって形成された凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び凸部２２ａ、２２ｂを有している。凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、メタノール等の液体燃料を供給するための燃料流路３として利用される。図２に示すように、凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、それぞれ一体化した１本のサーペンタイン流路をなしていてもよい。凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、それぞれ独立した並行流路にしてもよい。液体燃料は、燃料供給口（マニホールド）１６から供給され、燃料流路３としての凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃを通って燃料排出口（マニホールド）１７に排出される。
【００２３】
アノード流路板２ａの凸部２２ａ、２２ｂには、アノード電極１８で生成された気体を回収するための回収孔４が設けられている。更に、アノード流路板２ａの凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの背部と第１の単セルと隣接する第２の単セルのカソード流路板５ｂとの接触部分、及び第１の単セルのアノード流路板２ａの凸部２２ａ、２２ｂの背部と第２の単セルのカソード流路板５ｂとの間の空間領域には、アノード電極１８で生成された気体が流通する気体流路１０２が設けられている。
【００２４】
凸部２２ａ、２２ｂに回収孔４が設けられることにより、アノード反応により発生する気体を、回収孔４を介して効率よくアノード流路板２ａの背面側へ排出できる。また、回収孔４を介してアノード流路板２ａの背面側に気体を導入し、その気体を気体流路１０２へ流通させ、図２及び図３に示す気体排出用マニホールド１０３ａ、１０３ｂを通過して外部に排出することにより、単セル１００ａの内部（アノード流路板２ａの表面近傍）で気泡を回収する場合よりも圧力損失が小さくなる。また、バイポーラセパレータのような厚板状のセパレータに比べて、これまで有効活用されていなかったスペースを有効活用できるため、小型化も促進される。
【００２５】
図２においては、回収孔４は、凸部２２ａ、２２ｂに所定の間隔を有してマトリクス状に複数個設けられているが、回収孔４の形状は、図２に示す形状に限定されることなく、他にも様々な形状が採用できることは勿論である。
【００２６】
アノード流路板２ａの材料としては、公知のステンレス鋼板、ステンレス鋼を基材上に耐食性、導通性の向上を目的とした表面処理（めっき処理、金等の金属薄膜の蒸着または金薄板とのクラッド化など）が施された材料、アルミニウムを基材として表面にカーボンを被覆したカーボンアルミニウム複合材料等が好ましいが、一定の導電性及び熱伝導性を有するものであれば、特に限定されない。
【００２７】
アノード流路板２ａの厚さは、０．０５〜１．０ｍｍ程度とすることができる。特に、実施の形態に係る燃料電池をモバイル電子機器用の電源として利用する場合は、軽量化・小型化の観点から、厚さを０．０５〜０．２ｍｍ、更には厚さ０．０５〜０．１ｍｍの範囲にすることが好ましい。
【００２８】
カソード流路板５ａは、図３に示すように、表面をプレス加工することによって形成された凸部５１と、凸部５１と凸部５１との間に形成された凹部５２を有する薄板状の塑性を有する導電性材料で構成されている。凹部５２は、空気又は酸素等の酸化剤を供給するための酸化剤流路として利用される。
【００２９】
酸化剤流路の形状は特に限定されない。例えば、図３に示すような「魚の骨型」の流路であってもよいし、図１に示すようなストレート流路であってもよい。或いは、ここでは図示しないが、サーペンタイン流路であってもよい。図３に示す「魚の骨型」の流路の場合、凸部５１が中心部にカソード流路板５ａの長手方向に沿って長く延びている。これにより、隣接する他の単セルのアノード流路板との接触面積をより大きくすることができるため、接触不良を更に抑制することができる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る燃料電池は、図４に示すように、アノード流路板２ａ（第１の単セルのアノード流路板）と、アノード流路板２ａと隣り合うカソード流路板５ｂ（第１の単セルに隣接する第２の単セルのカソード流路板）との間に、導電性部材１が配置されている。導電性部材１は、アノード流路板２ａの凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの背部（裏側）およびカソード流路板５ｂの双方に接触するように配置されている。
【００３１】
導電性部材１としては、多孔質金属、多孔質カーボン或いは多孔質の導電性ゴムを使用することができる。多孔質金属としては、ニッケル、銅、或いはステンレスからなる発泡金属を用いることができる。多孔質カーボンとしては、市販のカーボンペーパー、カーボンクロス及びカーボン不織布等が使用可能である。市販のカーボンペーパー、カーボンクロス及びカーボン不織布に、白金、パラジウム、白金-パラジウム合金、銀、銀酸化物、銅などを担持させたものを用いてもよい。
【００３２】
導電性部材１は可撓性を有するため、アノード流路板２ａとカソード流路板５ｂとの間に配置することにより、燃料電池スタックを構成する際の締め付け荷重に基づく圧力により、導電性部材１が燃料流路３（凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）の背部（底部）とカソード流路板５ｂとに押されて圧縮変形する。その結果、アノード流路板２ａと隣接するカソード流路板５ｂの間の電気的導通に寄与する部分の面積が増加するため、アノード流路板２ａの裏側とカソード流路板５ｂとの接触不良が抑制される。
【００３３】
特に、アノード流路板２ａがプレス加工により作製された場合には、凹部の深さ（図４の凹部２１ａにおいては深さｄ１、凹部２１ｂにおいては深さｄ２、凹部２１ｃにおいては深さｄ３）がそれぞれ異なることが多い。結果、アノード流路板２ａの凹部の背部（裏面）とカソード流路板５ａとの距離が、場所によって異なる場合がある。可撓性を有する導電性部材１を用いることにより、一様な接触を確保することが可能となる。
【００３４】
さらに、導電性部材１が緩衝材となるので、単セルを積層した時の耐衝撃性を向上させることができる。また、導電性部材１が可撓性を有することにより、アノード流路板５ａの背面に突出する凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの裏側とカソード流路板５ｂとの細かい位置合わせが不要となるため、単セル１００ａの作製も容易になる。
【００３５】
導電性部材１は、アノード流路板２ａとカソード流路板５ｂとの間に形成された空間領域の全体に埋め込んでもよい。導電性部材１として、ＭＥＡ１２の電極面全体を覆う程度に十分な面積を有する１枚のシート状の材料を用いることもできる。この場合、アノード流路板２ａとカソード流路板５ｂとの間の電気的導通に寄与する部分の面積をより大きくできるため、アノード流路板２ａとカソード流路板５ｂとの間の接触抵抗をより効果的に低減できる。また、導電性部材１は、カソード流路板５ｂとの接触部分、及び、アノード流路板２ａの凸部２２ａ、２２ｂの背部（裏側）とカソード流路板５ｂとの間に設けられた空間部分に選択的に配置されてもよい。例えば、アノード流路板２ａとカソード流路板５ｂが近接する部分、具体的には、アノード流路板２ａの凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの背部（裏側）とカソード流路５ｂの隙間３箇所にそれぞれ設けるような形態とすることができる。この場合、気体流路をより大きく確保することができる。
【００３６】
導電性部材１の気孔率は、多孔質金属を用いた場合８０〜９７％程度、より好ましくは、  ８５％以上であるのが好ましい。また、導電性部材１としてカーボンペーパー、カーボンクロス及びカーボン不織布等の多孔体を用いる場合は、気液分離層９と同様な材料、すなわち、厚さ２００μｍ〜４５０μｍ（１重量ポンド毎平方インチ：１ｐｓｉの加圧時）程度、密度０.５〜０．６ｇ/ｃｍ３（１重量ポンド毎平方インチ：１ｐｓｉの加圧時）を用いることができる。このような導電部材１を用いると、導電性部材１が十分に圧縮変形し、アノード流路板２ａ及びカソード流路板５ｂに過度の変形が生じることを抑制できる。また、アノード流路板２ａ及びカソード流路板５ａ、５ｂの破損も防げる。その結果、燃料流路３に液体燃料を流した際においても、液体漏れ等を生じさせることなく、安定的に燃料電池を運転させることができる。
【００３７】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る燃料電池は、図５に示すように、導電性部材１の少なくとも回収孔４と対向する表面に、メタノール及び/又はホルムアルデヒドを分解する分解触媒１０１が担持されている。アノード流路板２ａの凸部２２ａ、２２ｂの背面とカソード流路板５ｂの背面との間に設けられた空間には、気体を供給するための気体流路１０２が設けられている。
【００３８】
分解触媒１０１としては、白金、パラジウム、白金-パラジウム合金、銀、銀化合物から選ばれる少なくとも一種以上を使用することができる。銀化合物としては、例えば、銀酸化物、銀酸化物を担持した鉄酸化物粒子などを使用することができる。分解触媒１０１の担持量としては、例えば白金を用いた場合、０．１〜０．５ｍｇ／ｃｍ2程度含ませるのが効果的である。分解触媒１０１を導電性部材１に担持する方法としては、公知の含浸法やスプレー法を用いて担持後、熱処理を行うことにより担持することができる。アノード流路板２ａとカソード流路板５ａ、５ｂの背面側に分解触媒１０１を担持してもよい。
【００３９】
上記の反応式（１）式で示されるアノード反応により発生したＣＯ2は、燃料流路３内の液中に気泡を形成するよりも、疎液性の気液分離層９を透過する方が容易なため、疎液性の気液分離層９を透過し、回収孔４を通過した後、気体流路１０２を流通し、気体排出用マニホールド１０３から排出される。
【００４０】
ここで、気液分離層９もしくはアノードガス拡散層１０に何らかの不具合が生じた場合、気液分離がうまく機能せず、燃料のメタノールやアノード反応の副生成物であるホルムアルデヒド等が気体流路１０２に混入する可能性がある。特に、セル温度がまだ十分に高くない燃料電池スタック起動時には、気体流路１０２内に、メタノールがガスとして混入する恐れがある。
【００４１】
第３の実施の形態に係る燃料電池によれば、分解触媒１０１を担持させた導電性部材１を用いている。このため、気体流路１０２に混入した混入燃料（メタノール）もしくはホルムアルデヒドは、分解触媒１０１の作用により二酸化炭素（ＣＯ2）と水（Ｈ2Ｏ）に分解され、除去される。
【００４２】
分解触媒の分解反応は酸化反応であるため、酸素を必要とする。通常、燃料電池スタックの定常運転時は、気体流路１０２の内部はアノード反応で発生したＣＯ2により満たされている。但し、燃料電池スタック起動直後には、気体流路１０２の内部に空気が残存しているので、気体流路１０２に混入したメタノールもしくはホルムアルデヒドは、この空気中の酸素と反応し、分解され、除去される。酸素が更に必要な場合には、ポンプなどの気体供給手段（図示省略）により、気体流路１０２に、空気等を強制的に供給しても構わない。他は、実施の形態に係る燃料電池と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。
【００４３】
以上説明したように、第３の形態に係る燃料電池によれば、導電性部材１の少なくとも表面にメタノール及び/又はホルムアルデヒドを分解する分解触媒が配置されるため、アノード流路板２ａとカソード流路板５ｂとの間に漏れ出した燃料及び反応生成物を分解処理することができる。
【００４４】
（第４の実施の形態）
燃料電池の製造方法を説明する。燃料電池スタックは、まず、図１、図４、図５に示す単セル１００ｂを作成し、これえを複数個積層することにより作製できる。
【００４５】
単セル１００ｂを作製する際は、まず、ＭＥＡ１２、アノード流路板２ａ、カソード流路板５ｂ、アノードガスケット１４ａ、１４ｂ、カソードガスケット１５ａ、導電性部材１を用意する。ＭＥＡ１２のアノード電極１８の周縁部にアノードガスケット１４ａを配置し、ＭＥＡ１２のカソード電極１９の周縁部にカソードガスケット１５ａを配置する。アノード電極１８の表面上には、アノード流路板２ａの凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び凸部２２ａ、２２ｂを対向させる。その際、アノード流路板２ａの周縁部にはアノードガスケット１４ｂを配置しておく。アノード流路板２ａの凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃと、カソード流路板５ｂの凹部５２の背面同士が接触するように、カソード流路板５ｂを配置する。
【００４６】
導電性部材１を配置する場合は、シート状の厚さ２００μｍ〜４５０μｍ（１重量ポンド毎平方インチ：１ｐｓｉの加圧時）程度の多孔質の導電性部材１をアノード流路板２ａの背部とカソード流路板５ｂの背部との間に配置する。その後、アノード流路板２ａ及びカソード流路板５ｂを積層する。この時、所定の面圧力を持って積層することにより、可撓性を有するシート状の導電性部材１はアノード流路板２ａの凹部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの背部（底部）とカソード流路板５ｂとの双方に接触する。
【００４７】
燃料電池スタックを作製する際は、複数の単セル１００ｂを積層し、最上部の単セル１００ｂのカソード電極１９の表面上に、カソード流路板を配置する。その後、単セル１００ｂの積層方向の両端にエンドプレート等の部品を配置し、締め付け金具等により所定の面圧力で締め付け、複数の単セル１００ｂを固定する。
【００４８】
第４の実施の形態に係る燃料電池の製造方法によれば、アノード流路板２ａに気液分離層９及び気液分離層９に接続された回収孔４を設け、アノード流路板２ａの背部とカソード流路板５ｂの背部との間の空間領域に気体流路１０２設けることにより、アノード触媒層７で発生するＣＯ2等の排出ガスを単セル１００ａの外側へ排出できるので、圧力損失が小さく、簡易な構成で、より安定的に燃料電池を運転可能な燃料電池が製造できる。
【００４９】
また、アノード流路板２ａの背部とカソード流路板５ｂの背部との間に多孔質の導電性部材１が配置される。導電性部材１を配置することにより、アノード流路板２ａとカソード流路板５ｂの接触面積を大きくすることができるため、アノード流路板と隣接するカソード流路板の間の接触抵抗の増加に起因する出力低下を抑制することができる。
【００５０】
（その他の実施の形態）
本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が可能である。
【００５１】
例えば、気液分離層９の気液分離効率を更に上げるために、燃料流路３と対向する気液分離層９の両面を貫通する孔を設け、燃料を積極的にアノード電極１８へ供給するようにしてもよい。また、図１においては、アノード流路板２ａの表面を流れる燃料の方向とカソード流路板５ｂの表面を流れる空気の方向が、ＭＥＡ１２の電極面に対して略９０度に交差する方向になるようにアノード流路板２ａ及びカソード流路板５ｂを配置している。しかしながら、燃料及び空気が同一方向に流れるように、アノード流路板２ａ及びカソード流路板５ｂの配置を変形しても構わないことは勿論である。
【００５２】
本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によって表されるものであり、実施段階においては、その要旨を逸脱しない範囲で変形して具体化できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る燃料電池の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る燃料電池のアノード流路板の一例を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る燃料電池のカソード流路板の一例を示す平面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る燃料電池の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る燃料電池の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…導電性部材
２ａ…アノード流路板
３…燃料流路
４…回収孔
５ａ、５ｂ…カソード流路板
６…電解質膜
１８…アノード電極
１９…カソード電極
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ…凹部
２２ａ、２２ｂ…凸部
５１…凸部
５２…凹部
１００ａ…単セル
１０１…分解触媒
１０２…気体流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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